Mapeando el camino del olfato a la percepción

Nuestro sentido del olfato tiene un efecto poderoso en nuestro comportamiento y emociones. Los aromas pueden evocar recuerdos vívidos del pasado o advertirnos de un fuego latente. Sin embargo, para los neurocientíficos, el olfato sigue siendo el más misterioso de nuestros cinco sentidos.

Una vez que la nariz detecta algo, ¿cómo determina el cerebro lo que significa? Los científicos no están seguros. Para ayudarlos a resolverlo, los investigadores del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) Florin Albeanu, Alexei Koulakov y Anthony Zador han creado un nuevo mapa extenso de los circuitos olfativos del cerebro. Su trabajo está publicado en Célula.

«Es una pregunta abierta en este punto, cómo procesamos exactamente el olor», dice Albeanu. «¿Cuáles son las características en el espacio del olor que el cerebro extrae y usa para crear percepciones de objetos olfativos? ¿Y cuáles son exactamente los mecanismos en el cerebro?»

Debido a que estudios previos de la corteza olfativa no lograron encontrar ninguna organización lógica entre las neuronas allí, muchos neurocientíficos sospecharon que la información sobre los olores se transmitía aleatoriamente a través del cerebro. Pero esos estudios examinaron los patrones de conectividad de solo unas pocas docenas de neuronas.

Usando nuevas tecnologías de mapeo cerebral basadas en ADN desarrolladas en el laboratorio de Zador, llamadas MAPseq y BARseq, el equipo de CSHL puede rastrear las rutas de más neuronas individuales de procesamiento olfativo que nunca: miles dentro del cerebro de un solo ratón. Gracias a su trabajo, los científicos pueden dar sentido al circuito olfativo y su lógica subyacente.

El nuevo mapa traza la forma en que la información sensorial se enruta entre las partes del cerebro que procesan el olfato. Estos incluyen el bulbo olfativo, que recibe información sensorial de la nariz, el centro primario de procesamiento de olores llamado corteza piriforme y varias otras regiones del cerebro que reciben información del bulbo olfativo.

Dentro de la corteza piriforme, el equipo encontró que las neuronas en la parte frontal del cerebro tenían patrones de conectividad diferentes a los de la parte posterior. «A medida que te mueves a lo largo de este eje, ves que el patrón de proyección de las neuronas cambia gradualmente en términos de cómo transmite información a otras regiones del cerebro», dice Koulakov. «Eso está sincronizado con la forma en que el bulbo olfativo se proyecta hacia esas regiones del cerebro, así como hacia las mismas ubicaciones dentro de la corteza piriforme», explica. Cada uno de estos «motivos de circuito» paralelos puede procesar diferentes aspectos de la información del olor.

Esto recuerda lo que los neurocientíficos han encontrado en otras partes del cerebro donde las conexiones y ubicaciones de las neuronas corresponden a características específicas de entradas sensoriales como imágenes y sonidos. En el sistema auditivo, la posición de las neuronas a lo largo de un eje se relaciona con las frecuencias de sonido que escuchamos. De manera similar, en el sistema visual, la posición de las neuronas transmite información sobre la ubicación de un objeto visto, entre otras características, y diferentes circuitos neuronales están sintonizados con las ubicaciones e identidades de los objetos (vías «dónde» versus «qué»).

Los investigadores dicen que el mapa olfativo podría ofrecer avances hacia «la última frontera de la neurociencia sensorial». Sugieren que apunta hacia la existencia de diferentes circuitos neuronales dedicados a evaluar la identidad de un olor, qué tan agradable es o de dónde viene, y cómo actuar en consecuencia. «Nos pone a nosotros y al campo de alguna manera, en un estado mental muy diferente», dice Albeanu. «Es un paso hacia la comprensión de la naturaleza del procesamiento olfativo».